Heterospory je vývoj spor dvoch rôznych veľkostiach a pohlavia, v esporofitos pozemných rastlín s osivom, ako aj v niektorých machov a papradí. Najmenšou spórou je mikropóra a je to muž, najväčšou spórou je megaspora a je to žena.
Heterosporia sa objavuje ako evolučný znak u niektorých druhov rastlín počas devónskeho obdobia z izosporie autonómne. Táto udalosť sa stala jednou z častí evolučného procesu sexuálnej diferenciácie.
Najstaršia známa rastlina s heterosporiou: jej sporangia produkovala spóry dvoch rozsahov diskrétnej veľkosti. Autor: James St. John, prostredníctvom Wikimedia Commons
Prirodzený výber je príčinou vývoja heterosporií, pretože tlak vyvíjaný prostredím na druh stimuloval zväčšenie rozmnoženiny (akákoľvek asexuálna alebo sexuálna reprodukčná štruktúra).
To viedlo k zväčšeniu veľkosti spór a následne k druhu, ktorý produkoval menšie mikropóry a väčšie megaspory.
Pri mnohých príležitostiach bol vývoj heterosporie spôsobený homosexualitou, ale druhy, v ktorých sa táto udalosť vyskytla prvýkrát, sú už vyhynuté.
Medzi heterosporickými rastlinami sú tie, ktoré produkujú semená, najbežnejšie a najbohatšie okrem toho, že tvoria najväčšiu podskupinu.
Proces heterosporie
Počas tohto procesu sa megaspora vyvíja v ženský gametofyt, ktorý produkuje iba oosféry. V mužskom gametofyte sa vyrába mikropóra, ktorá je menšia a produkuje iba spermie.
Megaspory sa vyrábajú v malých množstvách v rámci megasporangií a mikropóry sa vyrábajú vo veľkých množstvách v rámci mikroporézií. Heterosporia tiež ovplyvňuje sporofyt, ktorý musí produkovať dva typy sporangií.
Prvé existujúce rastliny boli všetky homosporické, ale existuje dôkaz, že heterosporia sa objavila niekoľkokrát v prvých nástupcoch rastlín Rhyniophytas.
Skutočnosť, že sa heterosporia objavila pri viacerých príležitostiach, naznačuje, že je to vlastnosť, ktorá prináša výhody výberu. Následne sa rastliny čoraz viac špecializovali na heterosporiu.
Ako vaskularizované rastliny (rastliny, ktoré majú koreň, kmeňové listy a listy), ktoré neobsahujú semená, tak aj nevaskularizované rastliny vyžadujú vodu v jednom z kľúčových štádií svojho životného cyklu, pretože iba prostredníctvom nej sperma dosiahne oosféra.
Mikropóry a megaspory
Mikrospory sú haploidné bunky (bunky s jednou sadou chromozómov v jadre) a medzi endosporické druhy patria samčie gametofyty, ktoré sú transportované do megaspor cez vietor, vodné prúdy a ďalšie vektory, ako sú napríklad zvieratá.
Väčšina mikropórov nemá bičíky, preto nemôžu pohybovať aktívnymi pohybmi. Vo svojej konfigurácii majú vonkajšie dvojstenné štruktúry, ktoré obklopujú cytoplazmu a jadro, ktoré je centrálne.
Megaspory vlastnia samičie megafyty v druhoch rastlín heterospory a vyvíjajú archegóniu (ženský pohlavný orgán), ktorá vytvára vajíčka, ktoré sú oplodnené spermiami produkovanými v samčom gametofyte a ktoré pochádzajú z mikropórov.
Dôsledkom toho je vznik oplodneného diploidného vajíčka alebo zygotu, ktorý sa potom vyvinie na embryo sporofytov.
Keď sú tieto druhy exosporické, malé spory klíčia, aby vznikli samčie gametofyty. Najväčšie spóry klíčia na vznik ženských gametofytov. Obe bunky sú voľne žijúce.
U endosporických druhov sú gametofyty oboch pohlaví veľmi malé a nachádzajú sa na stene spór. Megaspory a megagametofyty sú konzervované a napájané fázou sporofytov.
Vo všeobecnosti sú endoskopické rastlinné druhy dvojdomé, to znamená, že existujú samičky a samce. Tento stav podporuje kríženie. Z tohto dôvodu sa mikropóry a megaspory vyrábajú v samostatných sporangiách (heterangiách).
Heterosporická reprodukcia
Heterosporia je rozhodujúci proces pre vývoj a vývoj rastlín, zaniknutých aj súčasných. Udržiavanie megaspor a šírenie mikropórov uprednostňuje a stimuluje disperzné a reprodukčné stratégie.
Táto adaptívna kapacita heterosporie vysoko zvyšuje úspešnosť reprodukcie, pretože je výhodné mať tieto stratégie v akomkoľvek prostredí alebo prostredí.
Heterosporia neumožňuje samooplodnenie v gametofte, ale nezastavuje gametofyty pochádzajúce z rovnakého spárovacieho sporofytu. Tento typ samooplodnenia sa nazýva sporofytické sebectvo a je bežné v angiospermoch.
Haig-Westobyov model
Na pochopenie pôvodu heterosporií sa používa Haig-Westobyov model, ktorý vytvára vzťah medzi minimálnou veľkosťou spór a úspešnou reprodukciou bisexuálnych gametofytov.
V prípade ženských funkcií zvyšuje zväčšenie minimálnej veľkosti spór pravdepodobnosť úspešnej reprodukcie. V prípade mužov úspech úspechu reprodukcie nie je ovplyvnený zvýšením minimálnej veľkosti spór.
Vývoj semien je jedným z najdôležitejších procesov pre suchozemské rastliny. Odhaduje sa, že skupina znakov, ktoré určujú schopnosti osiva, je priamo ovplyvnená selektívnymi tlakmi, ktoré tieto vlastnosti spôsobili.
Možno konštatovať, že väčšina postáv je vytvorená priamym vplyvom vzhľadu heterosporie a účinku prirodzeného výberu.
Referencie
- Bateman, Richard M. a DiMichele, William A. (1994). Heterospory: naj iteratívnejšia kľúčová inovácia vo vývoji rastlín. Biological Reviews, 345–417.
- Haig, D. a Westoby, M. (1988). Model pôvodu heterospory. Journal of Theoretical Biology, 257-272.
- Haig, D. a Westoby, M. (1989). Selektívne sily pri vzniku semenného návyku. Biological journal, 215-238.
- Oxford-Complutense. (2000). Vedecký slovník. Madrid: Redakčný Complutense.
- Petersen, KB a Bud, M. (2017). Prečo sa vyvinula heterospora? Biological reviews, 1739-1754.
- Sadava, DE, Purves, WH. (2009). Život: Biológia. Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana.